31-智能网联汽车教学进度表与教学大纲60课时

课程：智能网联汽车智能网联汽车教学进度表60课时智能网联汽车教学大纲【本课程简介】（一）课程性质结合目前与未来汽车的发展，将大数据、互联网、人工智能技术应用于汽车，从而实现人车语音互动、智能出行、车道偏离预警、手机远程控制等功能。

（二）课程在人才培养过程中的作用汽车智能网联技术是未来汽车技术的发展趋势，车联网人才紧缺，学校必须立足于长期的人才培养计划，逐步推进车联网专项人才的培养，推进专业建设，把车联网、智能网联汽车、远程诊断服务、智能交通、车辆信息安全等领域结合起来，未来是一门专业性很强的必须专业课程。

（三）本课程与其他课程的关系汽车智能网联技术是将车联网与智能车有机的结合，是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与人、车、路、后台等智能信息交换共享，实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来操作的新一代汽车。

【教学目标】（一）知识目标：1、智能网联汽车的基本概念2、智能网联汽车运用前景3、智能网联汽车传感器的技术4、智能网联汽车车辆网络技术5、智能网联汽车环境感知技术6、智能网联汽车先进驾驶辅助技术（二）能力目标1、了解智能网联汽车的基本概念2、掌握智能网联汽车的传感器技术3、掌握智能网联汽车车辆网络技术4、掌握智能网联汽车环境感知技术5、掌握智能网联汽车先进驾驶辅助技术通过学习使学生建立智能网联汽车的概念，掌握智能网联汽车相关技术，使其能够更好与时代接轨。

（三）素质目标注重生产意识、质量意识、环保意识和经济意识的培养，爱护公共财产，遵守劳动纪律及操作规范，培养良好的适应与自学能力，注重团队沟通协作能力，养成很好的时间观念与职业礼仪。

【本课程教学内容】：第一章智能网联汽车的概述第一节、智能网联汽车基本概念【教学目标】1、智能网联汽车的定义2、智能网联汽车的组成【教学重难点】1、智能网联汽车的定义【教学准备】理论讲解相关视频播放【教学内容】一、智能网联汽车基本内涵（1课时）（一）概念层面的理解1、汽车是指传统意义的汽车，包含今天广义上的新能源汽车；2、网联汽车是指在汽车的基础上，彼此能通信的汽车；3、智能网联汽车是指网联汽车基础上，具备智慧（有学习、判断、决策）能力的汽车。

理解：1、汽车还是汽车，这是没有改变的部分；2、智能网联汽车是新时代的汽车，这是变的部分。

3、传统汽车由人驾驶，彼此之间没有“会话”（通信）功能，更没有判断（决策）能力。

（二）术语层面的表述智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置（注：硬件系统），并融合现代通信与网络技术，实现车与车、路、人、云等智能信息交换、共享（注：对外通信系统），具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能（注：软件系统），可实现安全、高效、舒适、节能行驶，并最终实现替代人来操作的新一代汽车（注：功能）。

理解：1、智能网联汽车由软件和硬件两部分组成，（1）硬件细分3个部分：传感器、控制器、执行器等装置；（2）软件：在现代通信与网络技术的支持下，具有环境感知、智能决策、协同控制等功能；2、发展智能网联汽车最终目的是：实现替代人工操作的新一代汽车；3、发展智能网联汽车的基本要求：安全、高效、舒适、节能【作业】1、智能网联汽车的定义是什么？2、智能网联汽车的组成【本节小结】通过本节课的学习，使学生掌握智能网联汽车的定义及组成。

第二节、智能网联汽车运用前景【教学目标】1、智能网联汽车运用前景2、智能网联汽车的意义【教学重难点】1、智能网联汽车的运用前景及意义【教学内容】一、智能网联汽车运用前景（1课时）1）自动驾驶2）安全性3）娱乐咨询4）车辆管理二、发展智能网联汽车的时代意义（1课时）1、智能网联汽车是国际公认的是未来的发展方向；2、智能网联汽车的初级阶段，有助于减少 30% 左右的交通事故，交通效率提升10%，油耗与排放分别降低 5%；3、智能网联汽车的终极阶段，完全避免交通事故，提升交通效率 30% 以上，并最终能把人从枯燥的驾驶任务中解放出来。

一句话，智能网联汽车可以提供更安全、更节能、更环保、更便捷的出行方式。

【作业】1、为什么要发展智能网联汽车？【本节小结】通过本节课的学习，使学生了解发展智能网联汽车的价值和未来的技术应用。

第二章智能网联汽车发展目标第一节、各国对于智能网联汽车的战略与政策【教学目标】1、了解各国对于智能网联汽车的战略及政策【教学重难点】各国应对智能网联汽车的战略及政策【教学准备】理论讲解【教学内容】一、各国对智能网联汽车的战略与对策【作业】1、了解应对智能网联汽车的政策【本节小结】本节重点掌握智能网联汽车相关战略及政策第二节、智能网联汽车关键技术【教学目标】1、智能网联汽车的关键技术【教学重难点】智能网联汽车的关键技术【教学准备】理论讲解【教学内容】一、智能网联汽车关键技术（1课时）（一）环境感知系统技术1、环境感知系统任务是利用摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波等主要车载传感器以及 V2X 通信系统感知周围环境，通过提取路况信息、检测障碍物，为智能网联汽车提供决策依据。

2、环境感知技术（1）在传感器领域，激光雷达已经成为越来越多自动驾驶车辆的标配传感器；（2）针对单一传感器感知能力有限，目前涌现了不同车载传感器融合的方案，用以获取丰富的周边环境信息，具有优良的环境适应能力；（3）高精度地图与定位也是车辆重要的环境信息来源。

（二）自主决策技术根据全局行车目标、自车状态及环境信息等，决定采用的驾驶行为及动作的时机。

决策机制应在保证安全的前提下适应尽可能多的工况，进行舒适、节能、高效的正确决策。

2、常用的决策方法包括有状态机、决策树、深度学习、增强学习等。

（1）状态机是一种简便的决策方法目前的自动驾驶系统多针对部分典型工况，状态迁移不是特别复杂，故采用状态机方法进行决策的案例较多。

状态机的优点在于：具有高可读性，能清楚表达状态间的逻辑关系，在状态明确且较少时，设计简单；缺点在于：需要人工设计，在状态复杂时性能不易保证，不能用机器学习。

（2）决策树是一种简单但是广泛使用的分类器从根到叶子节点实现分类，每个非叶子节点为一个属性上的测试，边为测试的结果。

决策树具有可读的结构，同时可以通过样本数据的训练来建立，但是有过拟合的倾向，需要广泛的数据训练。

在部分工况的自动驾驶上应用，效果与状态机类似。

（3）深度学习与增强学习方法在处理自动驾驶决策方面，它能通过大量的学习实现对复杂工况的决策，并能进行在线的学习优化；但是其综合性能不易评价，对未知工况的性能也不易明确。

深度学习由于需要较多的计算资源，一般是计算机与互联网领域研究自动驾驶采用的热门技术。

（三）控制执行技术控制车辆的速度与行驶方向，使其跟踪规划的速度曲线与路径。

现有自动驾驶汽车多数针对常规工况，因而较多采用传统的控制方法。

2、现有控制器的难点：现有的控制器，工况适应性是一个难点，可行的方法是：根据工况参数进行控制器参数的适应性设计，如根据车速规划与参考路径曲率调整控制器参数，可灵活地调整不同工况下的性能。

3、车辆自动控制的关键车辆自动控制的关键是在线控执行机构。

国内目前对制动、转向系统关键技术已有一定研发基础，但是相比博世、德尔福等国外大型企业，在控制稳定性、产品一致性和市场规模方面仍有较大差距。

4、多目标协调式自适应巡航控制自适应巡航控制系统中，同时具备自动跟车行驶、低燃油消耗和符合驾驶员特性三类功能，对于全面提升行车安全性、改善车辆燃油经济性、减轻驾驶疲劳强度具有重要的意义。

（四）人机共驾技术控制层的控制互补是目前人机共驾领域的核心关注点。

1、人机共驾技术分类控制层的人机共驾技术按照系统功能，可以分为共享型控制和包络型控制：（1）共享型控制是指人机同时在线，驾驶人与智能系统的控制权随场景转移，人机控制并行存在。

主要解决因控制冗余造成的人机冲突，以及控制权分配不合理引起的负荷加重等问题。

（2）包络型控制是指通过获取状态空间的安全区域和边界条件形成控制包络，进而对行车安全进行监管，当其判定可能发生风险时进行干预，从而保证动力学稳定性和避免碰撞事故。

（五）车载通信系统技术通过网联无线通信技术，车载通信系统将更有效地获得的驾驶员信息、自车的姿态信息和汽车周边的环境数据，进行整合与分析。

依据通信的覆盖范围可分为车内通信、车际通信和广域通信：1、车内通信：2、车际通信：3、广域通信：（六）信息安全技术汽车信息系统1、信息安全技术汽车信息系统包括：数据存储安全、传输安全、应用安全三维度的数据安全体系。

2、信息安全技术标准【作业】1、智能网联汽车关键技术有哪些？【本节小结】本节重点掌握智能网联汽车关键技术。

第三节、智能网联汽车的标准与法规【教学目标】1、智能网联汽车的标准与法规【教学重难点】智能网联汽车的标准【教学准备】理论讲解【教学内容】一、智能网联汽车的标准与法规1. 交通标志和标线的识别及响应本检测项目旨在测试自动驾驶系统对交通标志和标线的识别和响应，评价测试车辆遵守交通法规的能力。

本检测项目应进行限速标志、停车让行标志标线、车道线和人行横道线四类标志标线场景的测试。

2. 交通信号灯识别及响应本检测项目旨在测试自动驾驶系统对交通信号灯的识别和响应，评价测试车辆遵守交通信号灯指示的能力。

本检测项目应进行机动车信号灯、方向指示信号灯（若测试路段包含）场景测试。

本检测项目选测，如企业声明其车辆具有相应功能或测试路段涉及该场景的，应进行检测。

3. 前方车辆行驶状态识别及响应本检测项目旨在测试自动驾驶系统对前方车辆行驶状态的识别和响应，评价测试车辆对前方车辆的感知、行为预测和响应能力。

本检测项目应进行车辆驶入和对向车辆借道行驶两项场景测试。

4. 障碍物识别及响应本检测项目旨在测试自动驾驶系统对障碍物的识别和响应，评价测试车辆对前方障碍物的感知、决策及执行能力。

本检测项目应进行障碍物和误作用两项场景测试。

5. 行人和非机动车识别及避让本检测项目旨在测试自动驾驶系统对行人和非机动车的识别和响应，评价测试车辆对前方行人和非机动车的感知、行为预测和响应能力。

本检测项目应进行行人横穿马路、行人沿道路行走、两轮车横穿马路和两轮车沿道路骑行四项场景测试。

本检测项目选测，如企业声明其车辆具有相应功能或测试路段涉及该场景的，应进行检测。

6. 稳定跟车行驶本测试项目旨在测试自动驾驶系统跟随前车行驶的能力。

本检测项目应进行稳定跟车行驶和停-走功能测试；如果测试车辆具备编队行驶功能，需进行编队行驶测试。

7. 靠路边停车本检测项目旨在测试自动驾驶系统在遇到驾驶风险时靠边停车的功能，评价测试车辆最小风险状态实现的能力。

本检测项目应进行靠路边应急停车和最右车道内靠边停车两项场景测试。

项目场景不考虑跨车道行驶，车辆仅需要完成一次并道操作。